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SG095 Zusammenhang zwischen Gewichtkraft G und Masse m

Masse

Gewichtskraft

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Die Masse m eines Körpers ist ein Maß für seine Trägheit. Sie hängt allein vom Körper ab. Dagegen wird der Körper von der Erde oder einem anderen Himmelskörper mit der Kraft G angezogen. Ursache ist die Gravitationskraft. Die Gewichtskraft G hängt von den Massen beider Körper und von ihrem Abstand ab.

Begrifflich scheint es zwischen Masse m und Gewichtskraft G keinerlei Zusammenhang zu geben.

Dennoch gibt es einen gesetzmäßigen Zusammenhang, der zu einer Deutung herausfordert.

Im Schülerversuch kannst du den Zusammenhang leicht finden:

Für einen Gegenstand bestimmst du mit einer Waage die Masse (in Gramm). Mit einem Kraftmesser bestimmst du die Gewichtskraft G (in N), mit der der Körper an einem festen Ort von der Erde angezogen wird. Das wiederholst du für viele Gegenstände. Die Wertepaare (m,G) trägst du in eine Tabelle und in einen m-G-Graphen ein (Gewicht G nach oben, Masse m nach rechts). (Hinweis)

Als Ergebnis kannst du Aussagen machen über:

1. die Art des m-G-Graphen [G(m)-Graphen],

2. über das Verhalten der Steigung des m-G-Graphen,

3. über den Wert der Steigung des m-G-Graphen.

Notiere diese Aussagen auf dein Protokollblatt.

Die Steigung des m-G-Graphen wird g = G/m genannt. Sie heißt Ortsfaktor g, weil ihr Wert vom Ort abhängt. An einem festen Ort ist er konstant. Du solltest bei uns etwa den

Ortsfaktor g ≈ 10 N/kg

erhalten. An den Polen der Erde ist er etwas größer, am Äquator etwas kleiner. Am Mond hat er etwa 1/6 dieses Wertes.

Mehr zur Tatsache, dass Gewichtskraft G auf einen Körper und Masse/Trägheit m an einem festen Ort zueinander proportional sind, konnte erst Einstein aussagen.

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Hinweis Eigentlich müsste die Masse/Trägheit durch einen Beschleunigungsversuch ermittelt werden. Handelsübliche Waagen sind aber dazu passend kalibriert.

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( Juni 2014 )